DE102019206811A1 - Power semiconductor component with power transistors arranged therein - Google Patents

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Chegnui Bekeny
Eric Nguegang Ngnetiwe
Sergej Fischer
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbauelement (100), aufweisend zumindest zwei Leistungstransistoren (1, 2), umfassend einen ersten Leistungstransistor (1) und einen zweiten Leistungstransistor (2), wobei die Leistungstransistoren (1, 2) innerhalb eines Chipgehäuses (3) angeordnet sind, wobei die die Leistungstransistoren (1, 2) zu einer ersten Halbbrücke verschaltet sind, wobei ein erster schaltbarer Kontakt (11) des ersten Leistungstransistors (1) über einen in dem Chipgehäuse (3) angeordneten ersten Metallclip (4) mit einem zweiten schaltbaren Kontakt (22) des zweiten Leistungstransistors (2) verbunden ist, und wobei der erste Metallclip (4) einen oder mehrere plattenförmige Abschnitte aufweist.The present invention relates to a power semiconductor component (100) having at least two power transistors (1, 2), comprising a first power transistor (1) and a second power transistor (2), the power transistors (1, 2) being arranged within a chip housing (3) The power transistors (1, 2) are interconnected to form a first half-bridge, a first switchable contact (11) of the first power transistor (1) being connected to a second switchable contact via a first metal clip (4) arranged in the chip housing (3) Contact (22) of the second power transistor (2) is connected, and wherein the first metal clip (4) has one or more plate-shaped sections.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die fortschreitende Miniaturisierung und Kostenreduktion auf Ebene elektronischer Steuergeräte erfordert kleinere und günstigere Leistungshalbleiterbauelemente. Dabei sind Leistungshalbleiterbauelemente insbesondere Power-MOSFETs. Darunter fallen Power-MOSFETs in Gehäusetypen, die mehr als einen Leistungshalbleiter in ein Gehäuse integrieren um zusätzliche Fläche auf dem Steuergerät einzusparen. Leistungshalbleiterbauelemente werden typischerweise auf Leiterplatten aufgelötet.The advancing miniaturization and cost reduction at the level of electronic control devices requires smaller and cheaper power semiconductor components. Power semiconductor components are, in particular, power MOSFETs. This includes power MOSFETs in housing types that integrate more than one power semiconductor in one housing in order to save additional space on the control unit. Power semiconductor components are typically soldered onto printed circuit boards.

In einem Anwendungsfall für Leistungshalbleiterbauelemente erfolgt ein Betrieb zweier Leistungshalbleiterbauelemente in einer Halbbrückenkonfiguration. Eine externe Verbindung der Lowside (Pulldown) und der Highside-Leistungshalbleiter bringt zwei wesentliche Nachteile mit sich. So benötigt eine externe Verbindung zwischen den Leistungshalbleitern weitere Fläche des elektronischen Steuergerätes. Zum anderen verschlechtern sich durch zusätzliche parasitäre elektrische Anteile die elektrischen Eigenschaften der Halbbrücke.In one application for power semiconductor components, two power semiconductor components are operated in a half-bridge configuration. An external connection of the low side (pulldown) and the high side power semiconductors has two major disadvantages. An external connection between the power semiconductors requires more space in the electronic control unit. On the other hand, the electrical properties of the half bridge deteriorate due to additional parasitic electrical components.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Leistungshalbleiterbauelement umfasst zumindest zwei Leistungstransistoren, umfassend einen ersten Leistungstransistor und einen zweiten Leistungstransistor, wobei die Leistungstransistoren innerhalb eines Chipgehäuses angeordnet sind, wobei die Leistungstransistoren zu einer ersten Halbbrücke verschaltet sind. Dabei ist ein erster schaltbarer Kontakt des ersten Leistungstransistors über einen in dem Chipgehäuse angeordneten ersten Metallclip mit einem zweiten schaltbaren Kontakt des zweiten Leistungstransistors verbunden, wobei der erste Metallclip einen oder mehrere plattenförmige Abschnitte aufweist.The power semiconductor component according to the invention comprises at least two power transistors, comprising a first power transistor and a second power transistor, the power transistors being arranged within a chip housing, the power transistors being connected to form a first half-bridge. A first switchable contact of the first power transistor is connected to a second switchable contact of the second power transistor via a first metal clip arranged in the chip housing, the first metal clip having one or more plate-shaped sections.

Ein schaltbarer Kontakt eines Leistungstransistors ist dabei ein solcher Kontakt, über den ein Stromfluss durch den Leistungstransistor erfolgt, wenn dieser in einen leitenden Zustand geschaltet ist. Entsprechend findet über den schaltbaren Kontakt eines Leistungstransistors kein Stromfluss statt, wenn der Leistungstransistor in einen nichtleitenden Zustand geschaltet ist. Ein Leistungstransistor weist somit einen ersten schaltbaren Kontakt, einen zweiten schaltbaren Kontakt und einen Steuerkontakt auf. Der Leistungstransistor ist bevorzugt ein MOSFET-Transistor. Dabei ist der erste schaltbare Kontakt entweder ein Source-Kontakt oder ein Drain-Kontakt des Leistungstransistors. Entsprechend ist der zweite schaltbare Kontakt ebenfalls entweder ein Source-Kontakt oder ein Drain-Kontakt des Leistungstransistors. Der Steuerkontakt ist in diesem Fall ein Gate-Kontakt des Leistungstransistors.A switchable contact of a power transistor is such a contact via which a current flows through the power transistor when it is switched to a conductive state. Accordingly, there is no current flow via the switchable contact of a power transistor when the power transistor is switched to a non-conductive state. A power transistor thus has a first switchable contact, a second switchable contact and a control contact. The power transistor is preferably a MOSFET transistor. The first switchable contact is either a source contact or a drain contact of the power transistor. Correspondingly, the second switchable contact is likewise either a source contact or a drain contact of the power transistor. In this case, the control contact is a gate contact of the power transistor.

Das Chipgehäuse ist insbesondere eine Ummantelung der Leistungstransistoren, welche auch als sogenannte Mold bezeichnet wird. Die Anschlusskontakte des Leistungshalbleiterbauelements sind Kontakte, die zur Kontaktierung der in dem Chipgehäuse angeordneten Leistungstransistoren aus dem Chipgehäuse herausgeführt sind.The chip housing is in particular a casing for the power transistors, which is also referred to as a so-called mold. The connection contacts of the power semiconductor component are contacts that are led out of the chip housing for contacting the power transistors arranged in the chip housing.

Die Leistungstransistoren sind zu einer ersten Halbbrücke verschaltet. Sind die Leistungstransistoren als MOSFET-Transistoren ausgeführt, so bedeutet dies, dass zumindest ein Drain-Kontakt und ein Source-Kontakt unterschiedlicher Leistungstransistoren miteinander verbunden sind. Dies erfolgt über den ersten Metallclip. In dem Chipgehäuse sind somit zwei Leistungstransistoren angeordnet und es ist ferner innerhalb des Chipgehäuses der erste Metallclip angeordnet, welcher den ersten schaltbaren Kontakt des ersten Leistungstransistors mit dem zweiten schaltbaren Kontakt des zweiten Leistungstransistors verbindet. Der erste Metallclip ist bevorzugt vollständig innerhalb des Chipgehäuses angeordnet, also bevorzugt zusammen mit den beiden Leistungstransistoren vollständig ummantelt.The power transistors are connected to form a first half bridge. If the power transistors are designed as MOSFET transistors, this means that at least one drain contact and one source contact of different power transistors are connected to one another. This is done using the first metal clip. Two power transistors are thus arranged in the chip housing and the first metal clip is also arranged inside the chip housing, which connects the first switchable contact of the first power transistor to the second switchable contact of the second power transistor. The first metal clip is preferably arranged completely within the chip housing, that is to say is preferably completely encased together with the two power transistors.

Der erste Metallclip weist einen oder mehrere plattenförmige Abschnitte auf. Der Metallclip ist somit kein herkömmlicher Bonding-Draht. Plattenförmig ist dabei so zu verstehen, dass ein Leitungsquerschnitt des Metallclips sich in einer Breite weiter erstreckt als in einer Höhe des Leiterquerschnitts. Dabei ist der erste Metallclip bevorzugt ein vollständig plattenförmiges Element, weist also über den gesamten Bereich des ersten Metallclips, der für eine Stromführung vorgesehen ist, die plattenförmige Formgebung auf. Weist der Metallclip mehrere plattenförmige Abschnitte auf, so behält dieser trotzdem über seinen gesamten Längenverlauf den Leiterquerschnitt eines plattenförmigen Metallclips. Die einzelnen plattenförmigen Abschnitte bilden dabei unterschiedliche Abschnitte des Metallclips. So kann der Metallclip bspw. eine Stufe aufweisen oder aus Abschnitten zusammengesetzt sein, die eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Dennoch sind dabei die einzelnen Abschnitte jeweils plattenförmig ausgeführt. Der Metallclip ist bevorzugt ein aus einem Kupferblech herausgetrenntes Leiterstück, in welches insbesondere auch mindestens eine Stufe, bevorzugt zwei Stufen, eingebracht ist.The first metal clip has one or more plate-shaped sections. The metal clip is therefore not a conventional bonding wire. In this case, plate-shaped is to be understood as meaning that a line cross section of the metal clip extends further in width than in the height of the conductor cross section. In this case, the first metal clip is preferably a completely plate-shaped element, that is to say it has the plate-shaped shape over the entire area of the first metal clip which is provided for conducting a current. If the metal clip has several plate-shaped sections, it nevertheless retains the conductor cross-section of a plate-shaped metal clip over its entire length. The individual plate-shaped sections form different sections of the metal clip. For example, the metal clip can have a step or be composed of sections that have different thicknesses. Nevertheless, the individual sections are each designed to be plate-shaped. The metal clip is preferably a conductor piece separated from a copper sheet, in which in particular at least one step, preferably two steps, is also introduced.

Das erfindungsgemäße Leistungshalbleiterbauelement weist den Vorteil auf, dass eine für externe Verbindungen benötigte weitere Fläche für elektronische Steuergeräte verringert wird, in denen das Leistungshalbleiterbauelement verwendet wird. Ferner werden parasitäre elektrische Anteile, welche die elektrischen Eigenschaften der Halbbrücke verschlechtern, verringert. So wird durch das erfindungsgemäße Leistungshalbleiterelement ein Flächenbedarf reduziert, wobei zugleich parasitäre resistive und induktive Streuanteile verringert werden. Gerade die induktiven Streuanteile nehmen mehr und mehr in der Applikation an Bedeutung zu, da die Minimierung des induktiven Streuanteils eine Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zur Folge hat.The power semiconductor component according to the invention has the advantage that a further area required for external connections is reduced for electronic control devices in which the power semiconductor component is used. Furthermore, parasitic electrical components that affect the electrical properties of the half-bridge worsen, decrease. Thus, the power semiconductor element according to the invention reduces a space requirement, with parasitic resistive and inductive stray components being reduced at the same time. The inductive leakage components in particular are becoming more and more important in the application, since the minimization of the inductive leakage component results in an improvement in electromagnetic compatibility (EMC).

Insbesondere ist das Leistungshalbleiterbauelement für den automotiven Einsatz ausgelegt.In particular, the power semiconductor component is designed for automotive use.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

Bevorzugt ist ein zweiter schaltbarer Kontakt des ersten Leistungstransistors mit einem ersten Anschlusskontakt des Leistungshalbleiterbauelements gekoppelt, der zweite schaltbare Kontakt des zweiten Leistungstransistors mit einem zweiten Anschlusskontakt des Leistungshalbleiterbauelements gekoppelt und ein erster schaltbarer Kontakt des zweiten Leistungstransistors mit einem dritten Anschlusskontakt des Leistungshalbleiterbauelements gekoppelt.A second switchable contact of the first power transistor is preferably coupled to a first connection contact of the power semiconductor component, the second switchable contact of the second power transistor is coupled to a second connection contact of the power semiconductor component, and a first switchable contact of the second power transistor is coupled to a third connection contact of the power semiconductor component.

Der erste Anschlusskontakt, der zweite Anschlusskontakt und der dritte Anschlusskontakt sind dabei unterschiedliche Anschlusskontakte. Ein Anschlusskontakt ist ein aus dem Chipgehäuse herausgeführter Leiter, welche eine Kontaktierung der in dem Chipgehäuse befindlichen Schaltung ermöglicht. Das Leistungshalbleiterbauelement umfasst dabei bevorzugt ausschließlich eine Schaltung, welche die Funktion einer Halbbrücke bereitstellt. Das bedeutet, dass das Leistungshalbleiterbauelement bevorzugt genau zwei Leistungstransistoren und keine weiteren Leistungstransistoren umfasst. Da gerade Halbbrücken häufig verwendete Bauelemente für elektronische Steuergeräte sind, können auf diese Weise in breitem Umfang Schaltungen durch das Leistungshalbleiterbauelement implementiert werden, welche besonders kompakt ausgeführt werden können. Gleichzeitig kann auch durch eine Kombination mehrerer baugleicher Leistungshalbleiterbauelemente eine flächensparende Verschaltung zu bspw. einer Vollbrücke erfolgen.The first connection contact, the second connection contact and the third connection contact are different connection contacts. A connection contact is a conductor that leads out of the chip housing and enables contact to be made with the circuit located in the chip housing. The power semiconductor component here preferably exclusively comprises a circuit which provides the function of a half bridge. This means that the power semiconductor component preferably comprises exactly two power transistors and no further power transistors. Since it is precisely half bridges that are frequently used components for electronic control devices, circuits that can be made particularly compact can be implemented in this way by the power semiconductor component. At the same time, a combination of several structurally identical power semiconductor components can be used to interconnect, for example, a full bridge, which saves space.

Bevorzugt sind der erste Anschlusskontakt und der zweite Anschlusskontakt Anschlusspads, die sich flächig über eine Unterseite des Chipgehäuses des Leistungshalbleiterbauelements erstrecken. Solche flächig über die Unterseite des Chipgehäuses verlaufende Anschlusspads werden auch als E-Pads bezeichnet. Diese sind insbesondere für ein SMD-Lötverfahren geeignet. Die Unterseite des Chipgehäuses ist dabei eine Seite des Chipgehäuses, welches dafür vorgesehen ist, bei einer Montage des Leistungshalbleiterbauelements auf einer Platine auf der Platine aufzuliegen. Über solche Anschlusspads kann ein hoher Strom fließen, wobei zugleich Wärme, welche die in dem Leistungshalbleiterbauelement entsteht, über das Anschlusspad abgeführt werden kann.The first connection contact and the second connection contact are preferably connection pads which extend flat over an underside of the chip housing of the power semiconductor component. Such connection pads running flat over the underside of the chip housing are also referred to as E-pads. These are particularly suitable for an SMD soldering process. The underside of the chip housing is one side of the chip housing which is provided to rest on the circuit board when the power semiconductor component is mounted on a circuit board. A high current can flow via such connection pads, and at the same time heat that is generated in the power semiconductor component can be dissipated via the connection pad.

Der erste Anschlusskontakt und der zweite Anschlusskontakt sind bevorzugt Komponenten eines Leadframes. So ist der erste Anschlusskontakt und der zweite Anschlusskontakt bevorzugt über ein zwischenliegendes Element mit dem jeweiligen schaltbaren Kontakt des jeweiligen Leistungstransistors verbunden. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung des Leistungshalbleiterbauelements und eine korrekte Anordnung des ersten Anschlusskontakts und des zweiten Anschlusskontakts gegenüber dem Chipgehäuse.The first connection contact and the second connection contact are preferably components of a leadframe. Thus, the first connection contact and the second connection contact are preferably connected to the respective switchable contact of the respective power transistor via an intermediate element. This enables a particularly simple production of the power semiconductor component and a correct arrangement of the first connection contact and the second connection contact with respect to the chip housing.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der erste schaltbare Kontakt des ersten Leistungstransistors mit einem vierten Anschlusskontakt des Leistungshalbleiterbauelements gekoppelt ist. Damit ist der erste Schaltkontakt des ersten Leistungstransistors nicht nur über den ersten Metallclip mit dem zweiten schaltbaren Kontakt des zweiten Leistungstransistors verbunden, sondern ist ferner noch mit einem zugehörigen vierten Anschlusskontakt des Leistungshalbleiterbauelements gekoppelt. Bevorzugt ist dabei ein Leiterquerschnitt einer Verbindung zwischen dem ersten schaltbaren Kontakt des ersten Leistungstransistors mit dem vierten Anschlusskontakt des Leistungshalbleiterbauelements geringer gewählt als ein Leiterquerschnitt des ersten Metallclips zwischen dem ersten Schaltkontakt des ersten Leistungstransistors und dem zweiten schaltbaren Kontakt des zweiten Leistungstransistors. Es wird somit durch den vierten Anschlusskontakt eine zusätzliche Schnittstelle an dem Leistungshalbleiterbauelement bereitgestellt, durch welchen bspw. ein Messsignal mit einem geringen Stromfluss oder keinem Stromfluss abgegriffen werden kann. Der zweite Anschlusskontakt ist dabei bevorzugt für einen höheren Stromfluss ausgelegt als der vierte Anschlusskontakt des Leistungshalbleiterbauelements.It is also advantageous if the first switchable contact of the first power transistor is coupled to a fourth connection contact of the power semiconductor component. The first switching contact of the first power transistor is thus not only connected to the second switchable contact of the second power transistor via the first metal clip, but is also coupled to an associated fourth connection contact of the power semiconductor component. A conductor cross-section of a connection between the first switchable contact of the first power transistor and the fourth connection contact of the power semiconductor component is preferably selected to be smaller than a conductor cross-section of the first metal clip between the first switch contact of the first power transistor and the second switchable contact of the second power transistor. The fourth connection contact thus provides an additional interface on the power semiconductor component, by means of which, for example, a measurement signal with a low current flow or no current flow can be tapped. The second connection contact is preferably designed for a higher current flow than the fourth connection contact of the power semiconductor component.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der erste schaltbare Kontakt des ersten Leistungstransistors über einen zweiten Metallclip oder über den ersten Metallclip mit dem vierten Anschlusskontakt des Leistungshalbleiterbauelements gekoppelt ist. Somit kann sichergestellt werden, dass auch ein hoher Stromfluss über den vierten Anschlusskontakt geführt werden kann.It is also advantageous if the first switchable contact of the first power transistor is coupled to the fourth connection contact of the power semiconductor component via a second metal clip or via the first metal clip. It can thus be ensured that a high current flow can also be conducted via the fourth connection contact.

Bevorzugt sind die Leistungstransistoren mit Ausnahme der über den Metallclip bestehenden elektrisch leitfähigen Verbindung galvanisch voneinander entkoppelt. Auf diese Weise können parasitäre Effekte, die zu einer ungewollten Einflussnahme auf ein Schaltverhalten des Leistungshalbleiterbauelements nehmen könnten unterbunden werden.With the exception of the electrically conductive connection existing via the metal clip, the power transistors are preferably galvanically decoupled from one another. In this way, parasitic effects which could have an undesired influence on a switching behavior of the power semiconductor component can be suppressed.

Bevorzugt liegt der erste Metallclip flächig auf dem ersten schaltbaren Kontakt des ersten Leistungstransistors auf und ist mit diesen bevorzugt verlötet, und/oder der erste Metallclip liegt flächig auf dem zweiten schaltbaren Kontakt des zweiten Leistungstransistors oder einem mit dem zweiten schaltbaren Kontakt des zweiten Leistungstransistors zugehörigen Kontaktelement auf und ist bevorzugt mit diesem verlötet. Das Kontaktelement ist dabei insbesondere eine metallische Trägerplatte auf welcher der zweite Leistungstransistor aufliegt und welche in Kontakt mit dem ersten schaltbaren Kontakt des zweiten Leistungstransistors steht, da die metallische Trägerplatte insbesondere flächig auf dem ersten schaltbaren Kontakt des zweiten Leistungstransistors aufliegt. Es wird somit eine großflächige Verbindungsfläche zwischen dem Metallclip und dem jeweiligen Leistungstransistor geschaffen, wodurch ein auftretender Strom ohne große Wärmeentwicklung zwischen den einzelnen Komponenten des Leistungshalbleiterbauelements fließen kannPreferably, the first metal clip lies flat on the first switchable contact of the first power transistor and is preferably soldered to it, and / or the first metal clip lies flat on the second switchable contact of the second power transistor or a contact element associated with the second switchable contact of the second power transistor and is preferably soldered to this. The contact element is in particular a metallic carrier plate on which the second power transistor rests and which is in contact with the first switchable contact of the second power transistor, since the metallic carrier plate rests flat on the first switchable contact of the second power transistor. A large-area connecting surface is thus created between the metal clip and the respective power transistor, as a result of which a current that occurs can flow between the individual components of the power semiconductor component without generating a great deal of heat

Auch ist es vorteilhaft, wenn der erste Metallclip zumindest anteilig, insbesondere vollständig, aus Kupfer oder Silber besteht. Diese Materialien weisen besonders vorteilhafte thermische und elektrische Eigenschaften auf.It is also advantageous if the first metal clip consists at least partially, in particular completely, of copper or silver. These materials have particularly advantageous thermal and electrical properties.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Leistungshalbleiterbauelement zumindest vier Leistungstransistoren umfasst, die innerhalb des Chipgehäuses angeordnet sind, wobei die Leistungstransistoren zu einer Vollbrücke verschaltet sind, wobei ein dritter Leistungstransistor der Leistungstransistoren über einen dritten Metallclip mit einem schaltbaren Kontakt des ersten oder des zweiten Leistungstransistors verbunden ist. Der dritte Metallclip weist dabei bevorzugt die zuvor beschriebenen Eigenschaften des ersten Metallclips auf, weist also bevorzugt zumindest einen oder mehrere plattenförmige Abschnitte auf.It is also advantageous if the power semiconductor component comprises at least four power transistors which are arranged within the chip housing, the power transistors being connected to form a full bridge, a third power transistor of the power transistors being connected to a switchable contact of the first or second power transistor via a third metal clip is. The third metal clip preferably has the properties of the first metal clip described above, that is to say preferably has at least one or more plate-shaped sections.

Eine Platine, auf welcher zumindest ein erfindungsgemäßes Leistungshalbleiterbauelement angeordnet ist, weist alle Vorteile Leistungshalbleiterbauelements auf.A circuit board on which at least one power semiconductor component according to the invention is arranged has all the advantages of a power semiconductor component.

Ferner ist ein Set vorteilhaft, welches zwei erfindungsgemäße Leistungshalbleiterbauelemente aufweist, welche spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut sind.Furthermore, a set is advantageous which has two power semiconductor components according to the invention which are constructed mirror-symmetrically to one another.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 eine Ansicht eines Leistungshalbleiterbauelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welches auf einer Platine angeordnet ist,
  • 2 eine Ansicht eines Leistungshalbleiterbauelements gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welches auf einer Platine angeordnet ist,
  • 3 eine schematische Anordnung zweier Leistungstransistoren in einem Chipgehäuse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
  • 4 ein Leistungshalbleiterbauelement mit dem darin angeordneten ersten Metallclip gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • 5 eine Darstellung eines Leistungshalbleiterbauelements mit dem darin angeordneten ersten Metallclip gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
  • 6 ein Leistungshalbleiterbauelement mit dem darin angeordneten ersten Metallclip gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und
  • 7 ein Schaltbild des in den 4 bis 6 dargestellten Leistu ngshal bl eiterbauelements.
Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
  • 1 a view of a power semiconductor component according to an embodiment of the invention, which is arranged on a circuit board,
  • 2 a view of a power semiconductor component according to a further embodiment of the invention, which is arranged on a circuit board,
  • 3 a schematic arrangement of two power transistors in a chip housing according to an embodiment of the invention,
  • 4th a power semiconductor component with the first metal clip arranged therein according to a first embodiment of the invention,
  • 5 a representation of a power semiconductor component with the first metal clip arranged therein according to a second embodiment of the invention,
  • 6th a power semiconductor component with the first metal clip arranged therein according to a third embodiment of the invention, and
  • 7th a circuit diagram of the in the 4th to 6th power semiconductor component shown.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Außendarstellung eines Leistungshalbleiterbauelements 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Leistungshalbleiterbauelement 100 ist dabei auf einer Platine 50 angeordnet. Das Leistungshalbleiterbauelement 100 ist in einer Außenansicht dargestellt. Es ist daher ein Chipgehäuse 3 dargestellt, welches aus einer Vergussmasse, auch Mold genannt, gefertigt ist. Aus dem Chipgehäuse 3 ragen mehrere Anschlusskontakte 31 bis 36 hervor, die eine Kontaktierung der in dem Chipgehäuse 3 angeordneten Komponenten des Leistungshalbleiterbauelements 100 ermöglichen. 1 shows an external representation of a power semiconductor component 100 according to one embodiment of the invention. The power semiconductor component 100 is on a circuit board 50 arranged. The power semiconductor component 100 is shown in an external view. It is therefore a chip package 3 shown, which is made of a casting compound, also called a mold. From the chip housing 3 several connection contacts protrude 31 to 36 out that a contact in the chip housing 3 arranged components of the power semiconductor device 100 enable.

So weist das Leistungshalbleiterbauelement 100 zwei Anschlusspads auf, die auf einer Unterseite des Chipgehäuses 3 angeordnet sind und sich über die Unterseite des Chipgehäuses 3 erstrecken. Die Unterseite des Chipgehäuses 3 ist dabei die Fläche des Chipgehäuses 3, die auf der Platine 50 aufliegt. Die beiden Anschlusspads sind ein erster Anschlusskontakt 31 und ein zweiter Anschlusskontakt 32. Da das Leistungshalbleiterbauelement 100 in einer seitlichen Ansicht dargestellt ist, ist nur eines der beiden Anschlusspads erkennbar, da die beiden Anschlusspads hintereinanderliegen.The power semiconductor component 100 two connection pads on the underside of the chip housing 3 are arranged and extend over the underside of the chip housing 3 extend. The underside of the chip housing 3 is the area of the chip housing 3 that are on the board 50 rests. The two connection pads are a first connection contact 31 and a second connection contact 32 . Since the power semiconductor component 100 is shown in a side view, only one of the two connection pads can be seen, since the two connection pads are one behind the other.

Die beiden Anschlusspads, also der erste und der zweite Anschlusskontakt 31, 32, sind über ein SMD-Lötverfahren mit einer auf der Platine 50 gelegenen Leiterbahn verbunden. Ein dritter bis achter Anschlusskontakt 33 bis 38 sind in 1 als sogenannte Gullwings ausgeführt. Es handelt sich dabei bei der in 1 dargestellten Ausführungsform bei dem Leistungshalbleiterbauelement 100 um ein sogenanntes Gullwing-Package. Jeder der Anschlusskontakte des dritten bis achten Anschlusskontakts 33 bis 38 ist ebenfalls mit einer auf der Platine 50 gelegenen Leiterbahn verlötet.The two connection pads, i.e. the first and the second connection contact 31 , 32 , are about a SMD soldering process with one on the board 50 connected conductor track. A third to eighth connection contact 33 to 38 are in 1 designed as so-called gullwings. The in 1 illustrated embodiment in the power semiconductor component 100 a so-called gullwing package. Each of the connection contacts of the third to eighth connection contacts 33 to 38 is also with one on the board 50 located conductor track soldered.

Bei der in 1 gezeigten Anordnung ist die Platine 50 bevorzugt über eine thermisch leitfähige Schicht 51, auch TIM oder Thermal-Interface-Material genannte Schicht, mit einem Kühlkörper 52 verbunden und liegt auf diesem Kühlkörper 52 auf. Auf diese Weise kann thermische Energie als Wärmefluss 60 über die Anschlusspads und über die Platine 50 in den Kühlkörper 52 abgegeben werden. Dies ist besonders effizient, da die Anschlusspads großflächig auf der Platine 50 aufliegen.At the in 1 The arrangement shown is the circuit board 50 preferably over a thermally conductive layer 51 , also called TIM or thermal interface material, with a heat sink 52 connected and lies on this heat sink 52 on. In this way, thermal energy can flow as heat 60 via the connection pads and via the circuit board 50 in the heat sink 52 be delivered. This is particularly efficient because the connection pads are large on the board 50 rest.

In 2 ist ein alternativer Aufbau des Leistungshalbleiterbauelements 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Aufbau entspricht dabei im Wesentlichen dem in 1 dargestellten Aufbau. Jedoch sind der dritte bis achte Anschlusskontakt 33 bis 38 nicht als Gullwings ausgeführt, sondern sind als sogenannte Lead-Kontakte ausgeführt. Solche Lead-Kontakte liegen ähnlich den Anschlusspads flächig auf der Platine 50 auf und sind besonders für ein SMD-Löten zur Kopplung an die zugehörige Leiterbahn auf der Platine 50 geeignet.In 2 is an alternative structure of the power semiconductor component 100 shown according to a further embodiment of the invention. The structure essentially corresponds to that in 1 illustrated structure. However, the third through eighth are connection contacts 33 to 38 are not designed as gullwings, but are designed as so-called lead contacts. Such lead contacts are flat on the circuit board, similar to the connection pads 50 and are particularly suitable for SMD soldering for coupling to the associated conductor track on the board 50 suitable.

3 zeigt eine Anordnung eines ersten Leistungstransistors 1 und eines zweiten Leistungstransistors 2 in dem Chipgehäuse 3. Die in 3 gezeigte vorteilhafte und beispielhafte Anordnung des ersten Leistungstransistors 1 und des zweiten Leistungstransistors 2 wird auch in den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen angewendet. 3 shows an arrangement of a first power transistor 1 and a second power transistor 2 in the chip package 3 . In the 3 shown advantageous and exemplary arrangement of the first power transistor 1 and the second power transistor 2 is also used in the embodiments described below.

Der in 3 dargestellte erste Leistungstransistor 1 und zweite Leistungstransistor 2 sind baugleiche Leistungstransistoren. Der erste Leistungstransistor 1 ist neben dem zweiten Leistungstransistor 2 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.The in 3 illustrated first power transistor 1 and second power transistor 2 are identical power transistors. The first power transistor 1 is next to the second power transistor 2 arranged in a common plane.

Der erste Leistungstransistor 1 ist ein MOSFET-Transistor. Der erste Leistungstransistor 1 weist einen ersten schaltbaren Kontakt 11, einen zweiten schaltbaren Kontakt 12 und einen Steuerkontakt 10 auf. Dabei ist der erste schaltbare Kontakt 11 des ersten Leistungstransistors ein Source-Kontakt des ersten Leistungstransistors 1. Der zweite schaltbare Kontakt 12 des ersten Leistungstransistor 1 ist ein Drain-Kontakt des ersten Leistungstransistors 1. Der Steuerkontakt 10 des ersten Leistungstransistors 1 ist ein Gate-Kontakt des ersten Leistungstransistors 1.The first power transistor 1 is a MOSFET transistor. The first power transistor 1 has a first switchable contact 11 , a second switchable contact 12 and a control contact 10 on. This is the first switchable contact 11 of the first power transistor, a source contact of the first power transistor 1 . The second switchable contact 12 of the first power transistor 1 is a drain contact of the first power transistor 1 . The control contact 10 of the first power transistor 1 is a gate contact of the first power transistor 1 .

Der zweite schaltbare Kontakt 12 des ersten Leistungstransistors 1 ist in 3 auf einer Unterseite des ersten Leistungstransistors 1 angeordnet und daher in 3 nicht unmittelbar erkennbar. Der zweite schaltbare Kontakt 12 des ersten Leistungstransistors 1 liegt dabei auf einem dem ersten Leistungstransistor 1 zugehörigen metallischen Kontaktelement 54 auf, welches auch den ersten Anschlusskontakt 31 bildet.The second switchable contact 12 of the first power transistor 1 is in 3 on an underside of the first power transistor 1 arranged and therefore in 3 not immediately recognizable. The second switchable contact 12 of the first power transistor 1 lies on one of the first power transistor 1 associated metallic contact element 54 which is also the first connection contact 31 forms.

Auf der dem zweiten schaltbaren Kontakt 12 des ersten Leistungstransistors 1 gegenüberliegenden Seite des ersten Leistungstransistors 1 ist der erste schaltbare Kontakt 11 des ersten Leistungstransistors 1 und der Schaltkontakt 10 des ersten Leistungstransistors 1 angeordnet.On the second switchable contact 12 of the first power transistor 1 opposite side of the first power transistor 1 is the first switchable contact 11 of the first power transistor 1 and the switch contact 10 of the first power transistor 1 arranged.

Das dem ersten Leistungstransistors 1 zugehörige metallische Kontaktelement 44, auf welchem der erste Leistungstransistor 1 aufliegt, kann dabei ein Teil eines Leadframes sein. Das metallische Kontaktelement 54 kann allerdings auch aus dem Chipgehäuse 3 herausgeführt sein und eines der Anschlusspads des Leistungshalbleiterelements 100 bilden.That the first power transistor 1 associated metallic contact element 44 on which the first power transistor 1 can be part of a leadframe. The metallic contact element 54 however, it can also come from the chip housing 3 be led out and one of the connection pads of the power semiconductor element 100 form.

Der zweite Leistungstransistor 2 ist ein MOSFET-Transistor. Der zweite Leistungstransistor 2 weist einen ersten schaltbaren Kontakt 21, einen zweiten schaltbaren Kontakt 22 und einen Steuerkontakt 20 auf. Dabei ist der erste schaltbare Kontakt 21 des zweiten Leistungstransistors 2 ein Source-Kontakt des zweiten Leistungstransistors 2. Der zweite schaltbare Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 ist ein Drain-Kontakt des zweiten Leistungstransistors 2. Der Steuerkontakt 20 des zweiten Leistungstransistors 2 ist ein Gate-Kontakt des zweiten Leistungstransistors 2.The second power transistor 2 is a MOSFET transistor. The second power transistor 2 has a first switchable contact 21st , a second switchable contact 22nd and a control contact 20th on. This is the first switchable contact 21st of the second power transistor 2 a source contact of the second power transistor 2 . The second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 is a drain contact of the second power transistor 2 . The control contact 20th of the second power transistor 2 is a gate contact of the second power transistor 2 .

Der zweite schaltbare Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 ist in 3 auf einer Unterseite des zweiten Leistungstransistors 2 angeordnet und daher in 3 nicht unmittelbar erkennbar. Der erste schaltbare Kontakt 21 des zweiten Leistungstransistors 2 liegt dabei auf einem dem zweiten Leistungstransistor 2 zugehörigen metallischen Kontaktelement 53 auf, welches auch den zweiten Anschlusskontakt 32 bildet.The second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 is in 3 on an underside of the second power transistor 2 arranged and therefore in 3 not immediately recognizable. The first switchable contact 21st of the second power transistor 2 lies on a second power transistor 2 associated metallic contact element 53 which also has the second connection contact 32 forms.

Auf der dem zweiten schaltbaren Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 gegenüberliegenden Seite des zweiten Leistungstransistors 2 ist der erste schaltbare Kontakt 21 des zweiten Leistungstransistors 2 und der Schaltkontakt 20 des zweiten Leistungstransistors 2 angeordnet.On the second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 opposite side of the second power transistor 2 is the first switchable contact 21st of the second power transistor 2 and the switch contact 20th of the second power transistor 2 arranged.

Das dem zweiten Leistungstransistor 2 zugehörige Kontaktelement 53 auf welchem der zweite Leistungstransistor 2 aufliegt kann dabei ein Teil des Leadframes sein. Das Kontaktelement 53 kann allerdings auch aus dem Chipgehäuse 3 herausgeführt sein und eines der Anschlusspads des Leistungshalbleiterelements 100 bilden.The second power transistor 2 associated contact element 53 on which the second power transistor 2 can be part of the leadframe. The contact element 53 however, it can also come from the chip housing 3 be led out and one of the connection pads of the power semiconductor element 100 form.

4 zeigt ein Leistungshalbleiterbauelement 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Eine äußere Ansicht des in 4 gezeigten Leistungshalbleiterbauelements 100 entspricht dabei bevorzugt einer der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen. Der erste Leistungstransistor 1 und der zweite Leistungstransistor 2 sind entsprechend der in 3 dargestellten Anordnung in dem Chipgehäuse 3 angeordnet. 4th shows a power semiconductor component 100 according to a first embodiment of the invention. An external view of the in 4th power semiconductor component shown 100 preferably corresponds to one of the 1 and 2 illustrated embodiments. The first power transistor 1 and the second power transistor 2 are according to the in 3 illustrated arrangement in the chip housing 3 arranged.

Die Leistungstransistoren 1, 2 sind zu einer ersten Halbbrücke verschaltet. Dabei ist der erste schaltbare Kontakt 22 des ersten Leistungstransistors 1 über einen in dem Chipgehäuse 3 angeordneten ersten Metallclip 4 mit dem zweiten schaltbaren Kontakt 21 des zweiten Leistungstransistors verbunden. Der erste Metallclip 4 ist dabei aus Kupfer. In alternativen Ausführungsformen kann der erste Metallclip 4 jedoch auch aus anderen leitfähigen Materialien, insbesondere Silber, gefertigt sein. Der erste Metallclip 4 weist einen oder mehrere plattenförmige Abschnitte auf. So ist der in 4 dargestellte erste Metallclip 4 derart gefertigt, dass dieser einen einzigen plattenförmigen Abschnitt aufweist und einteilig geformt ist. Das bedeutet, dass der erste Metallclip 4 bspw. einen aus einem Metallblech ausgeschnittenes Teilelement gleichbleibender Dicke ist.The power transistors 1 , 2 are connected to a first half bridge. This is the first switchable contact 22nd of the first power transistor 1 via one in the chip package 3 arranged first metal clip 4th with the second switchable contact 21st of the second power transistor connected. The first metal clip 4th is made of copper. In alternative embodiments, the first metal clip 4th however, it can also be made of other conductive materials, in particular silver. The first metal clip 4th has one or more plate-shaped sections. That's the in 4th illustrated first metal clip 4th manufactured in such a way that it has a single plate-shaped section and is molded in one piece. That means the first metal clip 4th For example, a sub-element of constant thickness cut out of sheet metal.

In alternativen Ausführungsformen ist der erste Metallclip 4 derart gefertigt, dass dieser mehrere plattenförmige Abschnitte aufweist. So kann der erste Metallclip 4 bspw. so geformt sein, dass dieser an den in 4 dargestellten gestrichelten Linien jeweils eine Stufe aufweist. Durch solche Stufen (mindestens eine) können Höhenunterschiede zwischen dem ersten schaltbaren Kontakt 11 des ersten Leistungstransistors 1 und dem Kontaktelement 53 ausgeglichen werden, über welches der erste schaltbaren Kontakt 11 des ersten Leistungstransistors 1 mit dem zweiten schaltbaren 22 Kontakt des zweiten Leistungstransistors 2 verbunden ist.In alternative embodiments, the first is a metal clip 4th manufactured in such a way that it has several plate-shaped sections. This is how the first metal clip 4th For example, be shaped so that it is attached to the in 4th shown dashed lines each has a step. Such steps (at least one) can cause height differences between the first switchable contact 11 of the first power transistor 1 and the contact element 53 be compensated via which the first switchable contact 11 of the first power transistor 1 with the second switchable 22 contact of the second power transistor 2 connected is.

Bei der in 4 gezeigten ersten Ausführungsform ist der erste Metallclip 4 mit dem ersten schaltbaren Kontakt 11 des ersten Leistungstransistors 1 verlötet. Der erste Metallclip 4 liegt jedoch nicht direkt auf dem zweiten schaltbaren Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 auf, sondern ist über das dem zweiten Leistungstransistor 2 zugehörige Kontaktelement 53 mit dem zweiten schaltbaren Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 verbunden. Das den zweiten Anschlusskontakt 32 formende Kontaktelement 53 weist einen neben dem zweiten Leistungstransistors 2 gelegenen ebenen Bereich auf, auf dem der erste Metallclip 4 aufliegt und mit diesem Kontaktelement 53 verlötet ist. Einen Höhenunterschied zwischen dem ersten Leistungstransistor 1 und dem zweiten Leistungstransistor 2 und deren Kontakten ist in der gegebenen Ausführungsform sehr gering, weshalb der erste Metallclip 4 lediglich aus einem einzigen plattenförmigen Abschnitt besteht. Der erste Metallclip 4 ist somit in seiner Gesamtheit ein plattenförmiges Element.At the in 4th The first embodiment shown is the first metal clip 4th with the first switchable contact 11 of the first power transistor 1 soldered. The first metal clip 4th but is not directly on the second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 on, but is about that of the second power transistor 2 associated contact element 53 with the second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 connected. The second connection contact 32 forming contact element 53 has one next to the second power transistor 2 located flat area on which the first metal clip 4th rests and with this contact element 53 is soldered. A difference in height between the first power transistor 1 and the second power transistor 2 and their contacts are very small in the given embodiment, which is why the first metal clip 4th consists only of a single plate-shaped section. The first metal clip 4th is thus a plate-shaped element in its entirety.

Der zweite schaltbare Kontakt 12 des ersten Leistungstransistors 1 ist mit dem ersten Anschlusskontakt 31 des Leitungshalbleiterbauelements 100 gekoppelt. Der zweite schaltbare Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 ist mit dem zweiten Anschlusskontakt 32 des Leistungshalbleiterbauelements gekoppelt.The second switchable contact 12 of the first power transistor 1 is with the first connection contact 31 of the line semiconductor component 100 coupled. The second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 is with the second connection contact 32 of the power semiconductor component coupled.

Zudem ist der erste schaltbare Kontakt 21 des zweiten Leistungstransistors 2 mit dem dritten Anschlusskontakt 33 des Leistungshalbleiterbauelements 100 gekoppelt. Dies erfolgt bspw. über einen zusätzlichen Metallclip 9, der bspw. in ähnlicher Weise wie der erste Metallclip 4 einen oder mehrere plattenförmige Abschnitte aufweist.In addition, the first switchable contact is 21st of the second power transistor 2 with the third connection contact 33 of the power semiconductor component 100 coupled. This is done, for example, using an additional metal clip 9 , which, for example, in a similar way to the first metal clip 4th has one or more plate-shaped sections.

Ferner ist der Steuerkontakt 10 des ersten Leistungstransistors 1 mit dem fünften Anschlusskontakt 35 des Leistungshalbleiterbauelements 100 gekoppelt und der Steuerkontakt 20 des zweiten Leistungstransistors 2 ist mit dem sechsten Anschlusskontakt 36 des Leistungshalbleiterbauelements 100 gekoppelt.The control contact is also 10 of the first power transistor 1 with the fifth connection contact 35 of the power semiconductor component 100 coupled and the control contact 20th of the second power transistor 2 is with the sixth connection contact 36 of the power semiconductor component 100 coupled.

Bei der in 4 gezeigten ersten Ausführungsform sind somit der erste Anschlusskontakt 31, der zweite Anschlusskontakt 32, der dritte Anschlusskontakt 33, der fünfte Anschlusskontakt 35 und der sechste Anschlusskontakt 36 aus dem Chipgehäuse 3 herausgeführt. Es sind bevorzugt ausschließlich diese Anschlusskontakte aus dem Gehäuse herausgeführt. Optional ist der erste oder der zweite schaltbare Kontakt 21 des zweiten Leistungstransistors 2 über zwei Anschlusskontakte 33, 38, bspw. den dritten Anschlusskontakt 33 und den achten Anschlusskontakt 38 aus dem Chipgehäuse 3 herausgeführt.At the in 4th The first embodiment shown are thus the first connection contact 31 , the second connection contact 32 , the third connection contact 33 , the fifth connection contact 35 and the sixth connection contact 36 from the chip housing 3 led out. Only these connection contacts are preferably led out of the housing. The first or second switchable contact is optional 21st of the second power transistor 2 via two connection contacts 33 , 38 , for example the third connection contact 33 and the eighth connection contact 38 from the chip housing 3 led out.

5 zeigt ein Leistungshalbleiterbauelement 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform der Erfindung entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist jedoch der erste Schaltkontakt 11 des ersten Leistungstransistors 1 über einen zweiten Metallclip 5 mit dem vierten Anschlusskontakt 34 des Leistungshalbleiterbauelements 100 gekoppelt. Auf diese Weise wird ein zusätzlicher Spannungsabgriff bereitgestellt, durch welchen bspw. ein Messsignal für eine rückgekoppelte Steuerung abgegriffen werden kann, beispielsweise um eine rückgekoppelte Steuerung des ersten Leistungstransistors 1 und des zweiten Leistungstransistors 2 über deren Steuerkontakte 10, 20 zu ermöglichen. So werden beispielsweise über eine außerhalb des Leistungshalbleiterbauelements 100 liegende Steuerung, welche bevorzugt auf der Platine 50 angeordnet ist, basierend auf einem solchen Messsignal entsprechende Steuersignale bereitgestellt. Es wird somit ein geschlossener Regelkreis ermöglicht. 5 shows a power semiconductor component 100 according to a second embodiment of the invention. The second embodiment of the invention corresponds essentially to the first embodiment of the invention. However, this is the first switch contact 11 of the first power transistor 1 via a second metal clip 5 with the fourth connection contact 34 of the power semiconductor component 100 coupled. In this way, an additional voltage tap is provided, through which, for example, a measurement signal for a feedback Control can be tapped, for example to a feedback control of the first power transistor 1 and the second power transistor 2 via their control contacts 10 , 20th to enable. For example, an outside of the power semiconductor component 100 lying control, which is preferably on the board 50 is arranged, provided corresponding control signals based on such a measurement signal. A closed control loop is thus made possible.

Es wird darauf hingewiesen, dass in 5 der erste Metallclip 4 und der zweite Metallclip 5 als separate Elemente dargestellt sind, dass es jedoch in alternativen Ausführungsformen ebenso möglich ist, dass der erste Metallclip 4 und der zweite Metallclip 5 als ein einteiliges Element ausgeführt sind. Dies ist in 5 durch gestrichelte Linien angedeutet.It should be noted that in 5 the first metal clip 4th and the second metal clip 5 are shown as separate elements, but in alternative embodiments it is also possible that the first metal clip 4th and the second metal clip 5 are designed as a one-piece element. This is in 5 indicated by dashed lines.

6 zeigt ein Leistungshalbleiterbauelement 100 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die dritte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der ersten oder der zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei dabei jedoch der erste Schaltkontakt 21 des zweiten Leistungstransistors 2 über den ersten Metallclip 4 mit dem Kontaktelement 54, welches dem ersten Leistungstransistor 1 zugehörig ist, verbunden ist. 6th shows a power semiconductor component 100 according to a third embodiment of the invention. The third embodiment corresponds essentially to the first or the second embodiment of the invention, but with the first switching contact 21st of the second power transistor 2 over the first metal clip 4th with the contact element 54 , which is the first power transistor 1 is associated, is connected.

Die in 6 dargestellte Leistungshalbleiterbauelement 100 weist einen spiegelverkehrten Aufbau gegenüber der in 5 gezeigten Ausführungsform des Leistungshalbleiterelements 100 auf. Ein spiegelverkehrter Aufbau bedeutet dabei insbesondere, dass eine Position des ersten Leistungstransistors 1 mit einer Position des zweiten Leistungstransistors 2 vertauscht ist und der erste Metallclip 4 in seiner Form derart gespiegelt wurde, dass dieser dazu geeignet ist, den ersten Schaltkontakt 21 des zweiten Leistungstransistors 2 mit dem zweiten Schaltkontakt 22 des ersten Leistungstransistors 1 zu verbinden. Besonders bevorzugt ist es, wenn ein Set von Leistungshalbleiterbauelementen 100 bereitgestellt wird, welches aus einem ersten Leistungshalbleiterbauelement 100 gemäß einer beliebigen Ausführungsform der Erfindung und einem zugehörigen gleichartigen zweiten Leistungshalbleiterbauelement 100 mit spiegelverkehrtem Aufbau gegenüber dem ersten Leistungshalbleiterbauelement 100 vorliegt. Ein solches Set ist bspw. durch ein Leistungshalbleiterbauelement 100 gemäß der zweiten Ausführungsform und ein Leistungshalbleiterbauelement 100 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung gegeben.In the 6th Power semiconductor component shown 100 has a mirror-inverted structure compared to that in 5 embodiment shown of the power semiconductor element 100 on. A mirror-inverted structure means in particular that a position of the first power transistor 1 with a position of the second power transistor 2 is swapped and the first metal clip 4th was mirrored in its shape in such a way that it is suitable for the first switching contact 21st of the second power transistor 2 with the second switching contact 22nd of the first power transistor 1 connect to. It is particularly preferred if a set of power semiconductor components 100 is provided, which consists of a first power semiconductor component 100 according to any embodiment of the invention and an associated similar second power semiconductor component 100 with a mirror-inverted structure compared to the first power semiconductor component 100 present. Such a set is, for example, a power semiconductor component 100 according to the second embodiment and a power semiconductor component 100 given according to the third embodiment of the invention.

7 zeigt ein Schaltbild, welches eine beispielhafte Verschaltung des ersten Leistungstransistors 1 und des zweiten Leistungstransistors 2 zu einer Halbbücke zeigt. Dabei zeigt 7 insbesondere ein Schaltbild des in 5 dargestellten Leistungshalbleiterbauelements 100. 7th shows a circuit diagram showing an exemplary interconnection of the first power transistor 1 and the second power transistor 2 pointing to a half-bridge. It shows 7th in particular a circuit diagram of the in 5 power semiconductor component shown 100 .

So ist ein Drain-Kontakt und somit ein zweiter schaltbarer Kontakt 12 des ersten Leistungstransistors 1 mit dem ersten Ausgangsanschluss 31 gekoppelt. Ein Source-Kontakt und somit der erste Schaltkontakt 11 des ersten Leistungstransistors 1 ist mit dem vierten Ausgangsanschluss 34 gekoppelt. Zudem ist der erste schaltbare Kontakt 11 über den Metallclip 4 mit dem zweiten schaltbaren Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 gekoppelt. Der zweite schaltbare Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 ist ein Drain-Kontakt und ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss 32 gekoppelt. Der erste schaltbare Kontakt 21 des zweiten Leistungstransistors 2 ist mit dem dritten Ausgangsanschluss 33 gekoppelt.So there is a drain contact and thus a second switchable contact 12 of the first power transistor 1 with the first output port 31 coupled. A source contact and thus the first switching contact 11 of the first power transistor 1 is to the fourth output port 34 coupled. In addition, the first switchable contact is 11 via the metal clip 4th with the second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 coupled. The second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 is a drain contact and is connected to the second output terminal 32 coupled. The first switchable contact 21st of the second power transistor 2 is with the third output port 33 coupled.

Der Steuerkontakt 10 des ersten Leistungstransistors 1 ist ein Gate-Kontakt und ist mit dem fünften Ausgangsanschluss 35 gekoppelt. Der Steuerkontakt 20 des zweiten Leistungstransistors 2 ist ein Source-Kontakt und ist mit dem sechsten Ausgangsanschluss 36 gekoppelt. Da der erste schaltbare Kontakt 11 des ersten Leistungstransistors 1 ein Source-Kontakt ist und der zweite schaltbare Kontakt 22 des zweiten Leistungstransistors 2 ein Drain-Kontakt ist, sind der erste Leistungstransistor 1 und der zweite Leistungstransistor 2 in Reihe geschaltet und zwischen den beiden Leistungstransistoren kann ein geregelter Spannungsabgriff von der geschalteten Halbbrücke erfolgen. Dies erfolgt bevorzugt über den zweiten Ausgangsanschluss 32.The control contact 10 of the first power transistor 1 is a gate contact and is connected to the fifth output terminal 35 coupled. The control contact 20th of the second power transistor 2 is a source contact and is connected to the sixth output terminal 36 coupled. Because the first switchable contact 11 of the first power transistor 1 is a source contact and the second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 is a drain contact, are the first power transistor 1 and the second power transistor 2 connected in series and a regulated voltage tap from the switched half-bridge can take place between the two power transistors. This is preferably done via the second output connection 32 .

Es wird darauf hingewiesen, dass eine Verschaltung des ersten schaltbaren Kontakts 11 oder des zweiten schaltbaren Kontakts 12 des ersten Leistungstransistors 1 mit dem siebten Ausgangsanschluss 37 und/oder eine Kopplung des ersten schaltbaren Kontakts 21 oder des zweiten schaltbaren Kontakts 22 des zweiten Leistungstransistors 2 mit dem achten Ausgangsanschluss 38 optional ist. Ferner ist die Verbindung des ersten schaltbaren Kontakts 11 des ersten Leistungstransistors 1 mit dem vierten Ausgangsanschluss 34 optional und bspw. in der ersten Ausführungsform der Erfindung nicht vorhanden.It should be noted that an interconnection of the first switchable contact 11 or the second switchable contact 12 of the first power transistor 1 with the seventh output port 37 and / or a coupling of the first switchable contact 21st or the second switchable contact 22nd of the second power transistor 2 with the eighth output terminal 38 is optional. Furthermore, the connection of the first switchable contact 11 of the first power transistor 1 with the fourth output port 34 optional and, for example, not present in the first embodiment of the invention.

Der erste Anschlusskontakt 31 und der zweite Anschlusskontakt 32 sind Komponenten eines Leadframes. Das Leadframe umfasst die beiden Kontaktelemente 53, 54, auf denen der erste Leistungstransistor 1 und der zweite Leistungstransistor 2 angeordnet sind oder ist zwischen den Kontaktelementen 53, 54 und den jeweils zugehörigen Anschlusspads angeordnet.The first connection contact 31 and the second connection contact 32 are components of a leadframe. The lead frame comprises the two contact elements 53 , 54 on which the first power transistor 1 and the second power transistor 2 are arranged or is between the contact elements 53 , 54 and the respectively associated connection pads.

Der erste Leistungstransistor 1 und der zweite Leistungstransistor 2 sind galvanisch voneinander getrennt, wobei die galvanische Trennung bspw. durch die Vergussmasse des Chipgehäuses 3 gewährleistet wird. Dennoch besteht eine elektrische leitende Verbindung über den ersten Metallclip 4.The first power transistor 1 and the second power transistor 2 are galvanically separated from each other, the galvanic separation, for example, by the potting compound of the chip housing 3 is guaranteed. Nevertheless, there is an electrically conductive connection via the first metal clip 4th .

Der erste Metallclip 4 liegt flächig auf dem ersten schaltbaren Kontakt 11 des ersten Leistungstransistors 1 auf und ist mit diesem verlötet. Ferner liegt der erste Metallclip 4 bevorzugt flächig auf dem den zweiten Leistungstransistor 2 tragenden Kontaktelement 53 auf und ist bevorzugt mit diesem verlötet.The first metal clip 4th lies flat on the first switchable contact 11 of the first power transistor 1 and is soldered to this. The first metal clip is also located 4th preferably flat on the second power transistor 2 bearing contact element 53 and is preferably soldered to this.

Neben der obigen schriftlichen Offenbarung wird explizit auf die Offenbarung der 1 bis 7 verwiesen.In addition to the above written disclosure, the disclosure of the 1 to 7th referenced.

Claims (10)

Leistungshalbleiterbauelement (100), aufweisend: - zumindest zwei Leistungstransistoren (1, 2), umfassend einen ersten Leistungstransistor (1) und einen zweiten Leistungstransistor (2), - wobei die Leistungstransistoren (1, 2) innerhalb eines Chipgehäuses (3) angeordnet sind, - wobei die die Leistungstransistoren (1, 2) zu einer ersten Halbbrücke verschaltet sind, - wobei ein erster schaltbarer Kontakt (11) des ersten Leistungstransistors (1) über einen in dem Chipgehäuse (3) angeordneten ersten Metallclip (4) mit einem zweiten schaltbaren Kontakt (22) des zweiten Leistungstransistors (2) verbunden ist, und - wobei der erste Metallclip (4) einen oder mehrere plattenförmige Abschnitte aufweist.Power semiconductor component (100), comprising: - At least two power transistors (1, 2), comprising a first power transistor (1) and a second power transistor (2), - wherein the power transistors (1, 2) are arranged within a chip housing (3), - The power transistors (1, 2) being interconnected to form a first half-bridge, - wherein a first switchable contact (11) of the first power transistor (1) is connected to a second switchable contact (22) of the second power transistor (2) via a first metal clip (4) arranged in the chip housing (3), and - wherein the first metal clip (4) has one or more plate-shaped sections. Leistungshalbleiterbauelement (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - ein zweiter schaltbarer Kontakt (12) des ersten Leistungstransistors (1) mit einem ersten Anschlusskontakt (31) des Leistungshalbleiterbauelements (100) gekoppelt ist, - der zweite schaltbare Kontakt (22) des zweiten Leistungstransistors (2) mit einem zweiten Anschlusskontakt (32) des Leistungshalbleiterbauelements (100) gekoppelt ist, und - ein erster schaltbarer Kontakt (21) des zweiten Leistungstransistors (2) mit einem dritten Anschlusskontakt (33) des Leistungshalbleiterbauelements (100) gekoppelt ist.Power semiconductor component (100) according to Claim 1 , characterized in that - a second switchable contact (12) of the first power transistor (1) is coupled to a first connection contact (31) of the power semiconductor component (100), - the second switchable contact (22) of the second power transistor (2) with a second connection contact (32) of the power semiconductor component (100) is coupled, and - a first switchable contact (21) of the second power transistor (2) is coupled to a third connection contact (33) of the power semiconductor component (100). Leistungshalbleiterbauelement (100) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlusskontakt (31) und der zweite Anschlusskontakt (32) Anschlusspads sind, die sich flächig zumindest über einen Anteil einer Unterseite des Chipgehäuses (3) des Leistungshalbleiterbauelements (100) erstrecken.Power semiconductor component (100) according to Claim 2 , characterized in that the first connection contact (31) and the second connection contact (32) are connection pads which extend flat at least over a portion of an underside of the chip housing (3) of the power semiconductor component (100). Leistungshalbleiterbauelement (100) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlusskontakt (31) und der zweite Anschlusskontakt (32) Komponenten eines Leadframes sind.Power semiconductor component (100) according to Claim 2 or 3 , characterized in that the first connection contact (31) and the second connection contact (32) are components of a leadframe. Leistungshalbleiterbauelement (100) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste schaltbare Kontakt (11) des ersten Leistungstransistors (1) mit einem vierten Anschlusskontakt (34) des Leistungshalbleiterbauelements (100) gekoppelt ist.Power semiconductor component (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first switchable contact (11) of the first power transistor (1) is coupled to a fourth connection contact (34) of the power semiconductor component (100). Leistungshalbleiterbauelement (100) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste schaltbare Kontakt (11) des ersten Leistungstransistors (1) über einen zweiten Metallclip (5) oder über den ersten Metallclip (4) mit dem vierten Anschlusskontakt (34) des Leistungshalbleiterbauelements (100) gekoppelt ist.Power semiconductor component (100) according to Claim 5 , characterized in that the first switchable contact (11) of the first power transistor (1) is coupled to the fourth connection contact (34) of the power semiconductor component (100) via a second metal clip (5) or via the first metal clip (4). Leistungshalbleiterbauelement (100), gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungstransistoren (1, 2) mit Ausnahme der über den ersten Metallclip (4) bestehenden elektrisch leitfähigen Verbindung, galvanisch voneinander entkoppelt sind.Power semiconductor component (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the power transistors (1, 2) are galvanically decoupled from one another with the exception of the electrically conductive connection existing via the first metal clip (4). Leistungshalbleiterbauelement (100) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • der erste Metallclip (4) flächig auf dem ersten schaltbaren Kontakt (11) des ersten Leistungstransistors (1) aufliegt und bevorzugt mit diesem verlötet ist, und/oder • der erste Metallclip (4) flächig auf dem zweiten schaltbaren Kontakt (22) des zweiten Leistungstransistors (2) oder einem mit dem zweiten schaltbaren Kontakt (22) des zweiten Leistungstransistors (2) zugehörigen Kontaktelement (53) aufliegt und bevorzugt mit diesem verlötet ist.Power semiconductor component (100) according to one of the preceding claims, characterized in that • the first metal clip (4) rests flat on the first switchable contact (11) of the first power transistor (1) and is preferably soldered to it, and / or • the first Metal clip (4) rests flat on the second switchable contact (22) of the second power transistor (2) or a contact element (53) associated with the second switchable contact (22) of the second power transistor (2) and is preferably soldered to it. Leistungshalbleiterbauelement (100) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Metallclip (4) zumindest anteilig, insbesondere vollständig, aus Kupfer oder Silber besteht.Power semiconductor component (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first metal clip (4) consists at least partially, in particular completely, of copper or silver. Platine (50), auf welcher zumindest ein Leistungshalbleiterbauelement (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche angeordnet ist.Circuit board (50) on which at least one power semiconductor component (100) according to one of the preceding claims is arranged.
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